Metallimalmikaivostoiminnan päästöjen vähentäminen

Tämä sivu on ensyklopedia-artikkeli. Sivutunniste: Op_fi2864
Moderaattori:Ei ole (katso kaikki) Kuinka ryhtyä moderaattoriksi? Sivun edistymistä ei ole arvioitu. Arvostuksen määrää ei ole arvioitu (ks. peer review).
Lisää dataa {{#opasnet_base_link:Op_fi2864}}

Tämän sivun teksti on alkujaan "Metallimalmikaivostoiminnan parhaat ympäristökäytännöt"-raportista.

Päästöjen ja ympäristövaikutusten vähentämistekniikat Päästöjen pienentäminen ja ennaltaehkäisy ovat päästöistä aiheutuvien ympäristövaikutusten vähentämiseksi tehokkaimmat keinot. Itse ympäristöön kohdistuvat toimet ovat yleensä ”vahinkojen korjaamista”, joilla ei välttämättä saavuteta pysyviä vaikutuksia. Tyypillinen esimerkki vahinkojen korjaamisesta on esim. sulfidimalmien käsittelystä aiheutuneen happamoituneen maaperän ja vesistöjen paikallinen kalkitseminen. Joissain tapauksissa ympäristöluvassa on velvoitettu myös vaikutusten kompensointiin, esim. kalaistutuksia on voitu edellyttää kalakantojen elpymisen ja säilymisen edistämiseksi.

Tärkeitä päästöjen ennaltaehkäisemiskeinoja ovat myös riskinarviointiin perustuvat varautumissuunnitelmat ja -järjestelmät. Esimerkiksi mahdollisten terveyttä uhkaavien kaasupäästöjen varalta on kaivoksilla oltava riskinarvioon perustuvat varautumissuunnitelmat sekä riittävän tehokkaat järjestelmät ympäristön asukkaiden varottamiseksi. Vastaavasti myös mahdollisten vesipäästöjen varalta on kaivoksilla oltava varautumisjärjestelmät, joilla turvataan ympäristövahinkojen minimointi. Tällä sivulla on kuvattu päästölähteittäin nykyisin kaivostoiminnassa käytössä olevia päästöjen vähentämistekniikoita.

Kaivoksen rakentamisaikaisten päästöjen vähentäminen

Kaivoksilla tapahtuu rakentamistoimintaa usein samanaikaisesti tuotantotoiminnan kanssa. Uusilla kaivoksilla rakentamisvaiheen kesto on yleensä 1–2 vuotta. Rakentamisvaiheen louhinnan päästöt ovat vastaavia kuin tuotantotoiminnan aikana. Näin ollen päästöjen vähentämiseen soveltuvat samat tekniikat kuin seuraavissa kappaleissa on kuvattu toiminnan aikaisten päästöjen vähentämisestä. Olennaista päästöjen vähentämisessä on, että rakennusorganisaatio on tietoinen rakennusvaiheesta aiheutuvasta pilaantumisen vaarasta ja ottaa käyttöön ja ylläpitää päästöjen vähentämistekniikat toiminnassa koko rakennusvaiheen ajan. Taulukko 30. Pöly- ja kaasupäästöjen ehkäisytoimenpiteitä ja vähentämistekniikoita.

Kaivoksen toiminnan aikaisten päästöjen vähentäminen

Ilmaan kohdistuvat päästöt

Kaivostoiminnan pölypäästöjen hallitsemiksi on tarjolla erilaisia teknisiä ratkaisuja, kuten suodattimia ja pölynkeräyslaitteita (murskaus, seulonta). Niiden lisäksi pölyämistä torjutaan mm. pitämällä pölyävät materiaalit riittävän kosteina (tiestö, räjäytyskenttä), kattamalla toiminnot, joista muodostuu pölyä, tai peittämällä pölyn lähteet. Kaasumaisten päästöjen vähentäminen perustuu erityisesti laiteteknisiin valintoihin (mm. kaivoskoneet, voimalaitokset) ja erilaisten puhdistustekniikoiden käyttöön. Koneista ja laitteista aiheutuvia kaasumaisia päästöjä voidaan myös vähentää esimerkiksi vähärikkisen polttoaineen käytöllä, valitsemalla pienipäästöisiä koneita ja kuljetuskaluston säännöllisellä huollolla.

Pöly- ja kaasupäästöjen ehkäisytoimenpiteitä ja vähentämistekniikoita

Menetelmä	Toiminta	Toimenpidekuvaus
Pölyminen	Räjäytys, louhinta ja malmin/sivukiven kujletus	Räjäytyksen panostuksen mitoitus ja vaiheustus (räjähdyskentän kastelu); panosreikien täkkäys; toiminnan siirtyminen avolouhoksessa syvemmällä/maanalaiseen kaivostilaan; pölynpoistojärjestelmät poravaunuissa ja maan-alausessa kaivoksessa; porauspölyn imeminen ja käsittely; lastattavan kiven kastelu; ajoteiden kastelu, pölynsidonta-aineiden käyttö; kuormien peitot, renkaiden pesu (pitkät kuljetukset)
	Murskaus ja seulonta	Murskaus ja seulonta sijoitetaan suljettuun tilaan/maanalaiseen kaivososaan; pölynpoistojärjestelmä (imuri, sähköinen lasketus, kotelointi, pesu/kastelu, suodatus, pölynsidontakemikaalien käyttö); pölynpoistolaitteiden säännöllinen huolto
	Malmin rikastus (kuivatus)	Kuivauksen lämpötilan säätö, suodatusjärjestelmä (kuivatuksen vaihtoehto), kotelointi
	Malmirikasteiden lastaus ja kuljetus	Rikasteiden varastointi ja lastaus katetuissa tiloissa; ulkotiloissa; varsto-alueen pohjan asfaltointi/tiivis pohjarakenne; asfaltoidun lastausalueen ja koneiden renkaiden pesu (viemäröinti/pesuvesien keräys puhdistamolle); varastokasojen kastelu/peitto (valumisvesien keräys puhdistukseen); kuormien peittäminen/pölynsidonta-aineiden levitys kuorman päälle
	Kaivannaisjätteet	Peitto + kasvitus, kastelu (vesi, kalkkimaito)/vesipeitto jätealtaissa
Kaasupäästöt	Räjäytys	Räjäytyksen panostuksen mitoitus ja vaiheistus, räjähdyskemikaalien vailna; maanalaisen kaivostilan tuuletus ja poistoilman puhdistus
	Koneiden käyttö (louhinta, kuljetus)	Pienipäästöisten koneiden valinta; vähärikkisen polttoaineen käyttö; kaluston säännöllinen huolto
	Malmin rikastus	Kaasupäästöjen talteenotto- ja puhdistusjärjestelmä (pesu, neutralisointi); kemikaalien oikea annostus ja happojen riittävä laimentaminen; laitteiston säännöllinen huolto ja kunnostus

Esimerkkejä köytössä olevista keinoista ilmaan kohdistuvien päästöjen ja niistä eiheutuvien ympäristövaikutusten vähentämiseksi toiminnassa olevilla kotimaisilla metallikaivoksilla

Kaivos/tuotantolaitos	Ilmaan kohdistuvien päästöjen torjunta/ympäristövaikutusten vähentäminen
Kemin kaivos	Kaivoksessa ja rikastamolla on käytössä pölynpoistojärjestelmät
	Ajotiellä ja läjitysalueilla pölyämistä ehkäistään kastelulla ja pölynsidontaaineilla.
	Rikasteet varastoidaan sisätiloissa. Lastausalueen on asfaltoitu ja ne pestään kesäaikaan säännöllisesti. Ulos varastoitua rikastetta kastellaan kesäaikaan sadetuslaitteilla.
	Rikastushiekka-alueella on kokeiltu kalkkimaitoa pölyämisen estämiseksi.
	Rikastushiekka-alueiden peittäminen ja meisemointi heti alueen tultua täyteen.
	Varautumisjärjestelmä ymppäristövahinkojen varalta olemassa.
Kittilän kaivos	Pölyämistä ajotiellä ja läjitysalueissa ehkäistään kastelulla ja pölynsidonta-aineilla.
	Murskaus suoritetaan osittain suljetussa tilassa. Poistoilma suodatetaan kangassuotimella, josta kiintoaine menee murskehihnalle.
	Painehapetusprosessin poistokaasu pestään kaasunpesurilla
Pyhäsalmen kaivos	Rikasteiden kuivausrummut on korvattu painesuottimilla
	Typpihapolle on laimennusjärjestelmä NO2-päästöjen ehkäisemiseksi.
	Cu- ja Zn-rikasteet varastoidaan varastohallissa.
	Avoin varasto- ja lastausalue on asfaltoitu. Alue pestään säännöllisesti.
	Jätealue käsitellään kalkkimaidolla tarvittaessa pölyämisen estämiseksi.
	Varautumisjärjestelmä ympäristövahinkojen varalta on olemassa.
Talvivaaran kaivos	Avolouhoksen poravaunut on varustettu pölynpoistolaitteilla.
	Tilapäisen murskauksen pölypäästökä vähennetään koteloinnilla ja kastelulla.
	Teistön pölyämistä torjutaan söönnällisellä kastelulla.
	Murskaamolla ja seulonnassa on pölynpoistojärjestelmä.
	Hönkäpesurit rikkivetypäästöjen torjumiseksi metallien talteenottoprosessista.
	Rikasteet varastoidaan sisätiloissa ja kuljetetaan säiliöissä
	Kipsisakka-altaiden pinta pidetään kosteana pölyämisen estämiseksi
Sastamalan rikastamo	Murskaamolla käytetään kastelua tarvittaessa, mikäli jäätymisvaaraa ei ole.
	Pölynpoiston tehostamista tutkitaan.
	Rikasteet varastoidaan ja lastataan hallissa ja kuljetetaan petettynä.
	Pölyämistä rikastushiekka-alueella torjutaan kastelemalla ja savipeitolla.
Sotkamon kaivos	Pölyämistä ajoteillä hillitään kesäaikaan kastelemalla ja pölynsidonta-aineilla.
	Malmin välivarasto on siirretty sisätiloihin.
	Ajoittain esiintyviä pölypäästöjä jätealueelta torjutaan pölynsidonta-aineilla, kastelulla ja meisemoinnilla.

Louhinta ja malmin kuljetus

Lastauksesta syntyvää pölyämistä voidaan vähentää kastelemalla lastattava kiviaines. Malmin ja sivukiven kuljetusreiteiltä leviäviä pölypäästöjä torjutaan yleisesti kastelemalla tiet ja/tai levittämällä teille pölynsidonta-aineita. Kalsiumkloridi on yleisimmin käytetty pölynsidonta-aine, mutta sen käyttö voi johtaa alueen pinta- ja pohjavesien kloridipitoisuuden kohoamiseen. Pölyn sidontaan on nykyisin tarjolla myös muita, ympäristöystävällisempiä kemikaaleja, kuten kaliumformiaatti.

Pitkillä kuljetusmatkoilla pölyn leviäminen malmikuljetusten kuormista estetään tehokkaimmin peittämällä kuormat. Pakokaasupäästöjä vähennetään sekä maan alla että maan päällä ajoneuvoissa olevilla puhdistustekniikoilla, kuten katalysaattoreilla. Pakokaasujen vähentämisessä keskeistä on valita vähäpäästöisiä kaivoskoneita.

Räjäytysten pölypäästöjä voidaan vähentää panostuksen vaiheistuksella, räjähdyskemikaalin valinnalla ja optimoimalla annostus. Pölyn määrää vähentää myös porauspölyjen imeminen puhdistuskäsittelyyn. Räjäytyksissä muodostuva häkä kertyy ilmaa raskaampana räjäytysalueen pohjalle ja se poistetaan maanalaisesta kaivoksesta tuulettamalla.

Murskaus ja seulonta

Murskauksesta ja seulonnasta aiheutuvien pölypäästöjen vähentämiskeinot riippuvat siitä, onko murskaus- ja seulontapiiri sisä- vai ulkotiloissa. Sisätiloissa olevan murskaus- ja seulontapiirin pölypäästöjä ehkäistään työsuojeluvaatimusten mukaisella pölynpoistojärjestelmällä, jossa laitteet on koteloitu. Lisäksi pölynpoistoon käytetään imurijärjestelmää. Pölypäästöjä voidaan vähentää myös kastelulla tai käyttämällä pölynsidontakemikaaleja. Kemikaalien käyttöä pölynsidonnassa voi rajoittaa niiden rikastusprosessia haittaava vaikutus. Murskaus- ja seulontapiirin pölyntorjunnassa voidaan käyttää myös sähköisiä pölyn laskeutusjärjestelmiä. Suodattimet tai pesurit estävät tehokkaasti pölyämistä järjestelmästä ulos ympäristöön. Pölynpoistojärjestelmien tehokas toiminta edellyttää myös laitteiden hyvää kuntoa ja huoltoa.

Kokonaan tai osittain ulkotiloissa sijaitsevan murskaus- ja seulontapiirin pölypäästöjä voidaan vähentää koteloimalla laitteita ja ohjaamalla pölyä hallitusti suodatuksen kautta ulos. Useimmiten pölyn sidonnassa käytetään kuitenkin kastelulaitteita, jotka sumuttavat hienojakoista sumua suuttimien kautta. Suomen ilmasto-olosuhteissa vesikastelun käyttäminen ei kuitenkaan ole aina mahdollista kovien pakkasten vuoksi. Pölynsidontakemikaalit (kloridit ja formiaatit) kestävät pakkasta vettä paremmin.

Rikastus

Rikastusprosessin kaasu- ja pölypäästöt muodostuvat pääasiassa rikasteiden kuivauksesta, rikastuskemikaalien käytöstä ja rikastuksen aikana tapahtuvista kemiallisista reaktioista.

Kuivausrummuissa ja muissa polttoöljyllä toimivissa rikasteen kuivauslaitteissa on yleensä ilmapäästöjen vähentämiseksi savukaasupesuri, jonka suorituskyky riippuu kuivausprosessin tasaisesta toiminnasta sekä pesurin teknisestä kunnosta. Äkillisiä vaihteluita prosessin toiminnassa tai lämpötilan liiallista nousemista pyritään välttämään kuivausprosessin säätämisellä. Usein kuivausprosessi kuitenkin korvataan tehostamalla rikasteen suodatusjärjestelmää siten, että rikasteessa on riittävä loppukosteus ilman kuivatusta. Suodatusjärjestelmän säätäminen voi toisinaan olla taloudellisesti mahdotonta tai rikasteen loppukosteusvaatimukset voivat edellyttää kuivurin käyttämistä.

Kemikaalien käytöstä ja kemiallisista reaktioista johtuvia rikastusprosessin kaasupäästöjä pyritään vähentämään prosessin säätämisellä ja epätoivottujen reaktioiden estämisellä teknisillä järjestelyillä. Esimerkiksi väkevän hapon ja sulfidien tai orgaanisten aineiden keskinäisten reaktioiden tuloksena syntyvän rikkivedyn (H2S) tai typpidioksidin (NO2), syntymistä voidaan parhaiten estää kemikaalien tarkalla annostelulla ja happojen riittävällä laimentamisella ennen käyttöä. Rikkivetyä voi päästä ympäristöön myös sulfidisaostuksen yhteydessä. Rikkivetypäästöjä voidaan tällöin vähentää hapettamalla rikkivety esimerkiksi vetyperoksidilla. Rikkivetyä voidaan poistaa myös kaasupesureilla käyttämällä poistokaasussa laimeaa lipeäliuosta.

Rikasteiden lastaus ja kuljetus

Rikasteen varastoinnin ja lastauksen pölypäästöjä voidaan tehokkaimmin vähentää varastoimalla ja lastaamalla rikasteet katetussa varastohallissa. Ulkona varastoitavien rikastekasojen pölypäästöjä voidaan vähentää peittämällä kasat osittain tai kastelemalla niitä. Osittainen peittäminen kuitenkin vaikeuttaa lastauksia, ja rikastekasojen kastelusta voi puolestaan aiheutua vesipäästöjä. Avoimella alueella varastoitavien rikastekasojen pölypäästöjä vähennetään myös asfaltoimalla ja viemäröimällä alue siten, että se voidaan puhdistaa harjauksen ohella myös vesipesulla.

Rikasteen kuljetuksissa tehokkain tapa estää kuorman pölyäminen on kuormien peittäminen. Junakuljetuksissa pölyämistä estetään käyttämällä kannellisia vaunuja tai peittämällä kuormat pressuilla. Autokuljetuksissa kuormien peittäminen on vakiintunut käytäntö. Junakuljetusten aikana pölyämistä voidaan estää myös sumuttamalla pölynsidonta-aineita, esimerkiksi lignosulfaattia (esim. Lignobondia) tai kaliumformiaattia (esim. Kemdustia), vesiliuoksena vaunukuorman pintaan. Pölynsidonta-aineiden käyttäminen ei ole kuitenkaan yhtä tehokasta kuin kuormien peittäminen.

Päästöt vesiin

Kaivosalueen jätevesienhallinnan suunnittelun lähtökohtana ovat perustilaselvitysten ja/tai erillisselvitysten hydrologiset ja hydrogeologiset tiedot kaivosalueelta sekä arviot kaivostoiminnan tarvitsemasta veden määrästä ja syntyvistä jätevesimääristä. Suunnittelussa tarvitaan mm. seuraavia tietoja (ks. myös EC 2009):

• valuma-alueen/valuma-alueiden vuotuinen sadantavaihtelu, sadantapiikkien esiintyminen
• alueen pintatopografian vaihtelu, luontaiset pintavesien kulkeutumisreitit, järvivesien luontainen kerrosvaihtelu (mm. lämpötila, happipitoisuus, pH, Eh / Redox, ravinteisuus)
• pohjavesiesiintymät; irtomaan pohjaveden antoisuus, purkautumiskohteet (lähteisyys)
• kallion ruhjeisuus; kalliopohjaveden antoisuus avolouhosalueella/maanalaisessa kaivoksessa; arvio kuivanapitovesien määristä
• malmin rikastuksessa tarvittava prosessiveden määrä; prosessiveden otto luonnon pintavesistä - sisäisen kierrätyksen mahdollisuus
• jätealueiden laajuus ja arvio niiden valumavesien laadusta ja määrästä
• rakennetun alueen ja tuotteiden varasto- ja lastausalueiden (teollisuusalueen) laajuus ja arvio pintaveden laadusta ja määrästä
• tiestön tiheys; malmin / kaivannaisjäteainesten kuljetusreitistön laajuus
• ojitus.

Vesien hallintajärjestelmän toimivuuden perusteena on kartoittaa kaikki kohteet, joissa muodostuu ympäristöä potentiaalisesti pilaavia vesiä, ja ohjata nämä vedet hallitusti puhdistettavaksi ennen vesien kierrätystä takaisin malmin rikastukseen ja/tai ennen juoksutusta luonnon vesistöön (Heikkinen et al. 2009). Eri toimintakohteissa muodostuvat vedet voidaan keskitetysti koota samaan allaskäsittelyyn tai jakaa vesijakeiden puhtausasteen mukaisesti erillisiin allaskäsittelyihin (Räisänen & Juntunen 2004). Jakoperusteena on yleensä puhtaiden pintavesien tai lähes puhtaiden vesien erottaminen ympäristöä pilaavista vesistä. Näin vähennetään käsiteltävien vesien määrää ja voidaan säästää vesien käsittelykustannuksissa.

Vesipäästöjä voidaan yleisesti vähentää lisäämällä veden sisäistä kierrätystä ja tehostamalla (minimoimalla) veden käyttöä malmin prosessoinnissa. Vesipäästöjen ympäristövaikutusten vähentämisessä ja ennaltaehkäisyssä lähtökohtana on toimiva vesien keräysjärjestelmä ja puhdistusmenetelmä.

Kaivostoiminnan vesipäästöjen yleisiä vähentämistekniikoita

Menetelmä	Toimenpidekuvaus
Sisäinen kierrätys	Kuivanapitovesiä ja/tai puhdistettuja prosessivesiä kierrätetään uudelleen malmin rikastuksen käyttöön
Puhdistettavien vesien määrän vähentäminen	Kaivostoiminta-alueen vesipäästöjen kartoitus: vesien käsitteyyn ohjataan vai likaisia vesiä
Prosessin käyttövesimäärän minimointi	Tehostetaan/vähennetään malmin prosessiveden käyttötarvetta (menetelmäkehitys)
Hajakuormituksen vähentäminen	Vesien puhdistusaltaille rakennetaan vesitiiviit pohja- ja patorakenteet/ reaktiiviset pohjarakenteet (haitta-aineiden pidättyminen)
	Jätealueille rakennetaan tiiviit pohja- ja patorakenteen estämään valumavesien kulkeutuminen pohjaveteen.
	Jätteisen läjitysalueilla syntyvien potentiaalisesti ympäristöä pilaavien vesien keräämine puhdistukseen
	Malmin varastoalueelle rakennetaan tiivis pohjarakenne, asfaltoidaan lastausalue; pintavesien keräys puhdistukseen.
	Malmin ja sivukivi jätten kujletusteiden ojitus ja ojavesien ohjaus puhdistukseen.

Esimerkkejä suomalaisilla metallikaivoksilla käytettävistä menetelmistä vesi- ja jätevesikuormituksen ja niistä aiheutuvien ympäristövaikutuksien vähentämiseksi

Kaivos/tuotantolaitos	Päästöjen torjunta/ympäristövaikutusten vähentäminen
Kamin kaivos	Lähes kaikki rikastusprosessissa tarvittava vesi otetaan kiertovetenä jätealueen selkeytysaltaasta.
	Kaikki kaivosalueen pintavedet ohjataan selkeytysaltaalle
	Varautumissuunnitelma ympäristövahinkojen osalta on olemassa
Kittilän kaivos	Kaivosten kuivanapitokedet ohjataan ennen ulosjuoksutusta pinta-valutuskentälle, johon kuuntoaine, arseeni ja metallit pidättyvät
	Sivukivet lajitellaan kemiallisen luonteensa perusteenna ympäristökelpoisiin ja potentiaalisesti happoatuottaviin. Potentiaalisesti happoatuottava kiviainet kapseloidaan karbonaattipitoisella kivellä, mikä neutraloi mahdollisia happamia vajovesiä. Suotoveden laatua seurataan kasan sisään asennettujen lysimetrien vesistä. Läjitysalieen suotovedet ohjataan prosessivesien käsittelyyn.
	Malmin välivaraston pohja on vesitiivis. Suoto- ja valumavedet kerätään ja johdetaan prosessivesikiertoon.
	Prosessivesien kierrätys pyritään maksimoimaan.
	Jätealtaan pohja on tiivis kumibitumikeramirakenne
	Syanidi hajotetaan prosessivedestä tehtaalla ennen juoksutusta jätealtaille
	Suoritetaan kalojen istutuksia
Pyhäsalmen kaivos	Kaivoksen kuivanapitovedestä saostetaan metallit kaikilla jätealtaalla
	Jäteveden takaisinkierrätystä toteutetaan siinä määrin kuin se on mahdollista ilman kipsin saostumisongelmia.
	Kaikki kaivosalueen pintavedet kerätään ojituksiin talteen ja ohjataan jätealueelle neutraloitaviksi.
	Jätealtaat on rakennettu tiiviille maaperälle ja suotovedet kerätään ympärysojiin, joista ne pumpataan takaisin altaaseen.
	Lopullinen jätevesi ilmastetaan talviaikaan ennen vesistöön laskemista hapenkulutuksen pienentämiseksi.
	Kalojen istutuksia tuetaan rahallisesti
	Varautumissuunnitelma ympäristövahinkojen varalta on olemassa.
Talvivaaran kaivos	Kaikki kaivoksesta pumpattava vesi käyteään bioliuotuksen kiertovetenä.
	Sivukivikasoje ja jätesakka-altaiden pohjat ovat tiiviitä HDPE-kalvo + betoonirakenteita. Kipsisakka-altaista ei johdeta vesiä ympäristöön, vaan ne palautetaan prosessikiertoon.
	Putkilinjat on sijoitettu muovikanaaleihin päästöjen estämiseski onnettomuustapauksissa. Vuodot kerätään varoaltaaseen.
Jokisivun kaivos	Sivukiven läjitysalueen pohja on rakennetti moreenista.
	Pumpatuille kuivanapitovesille on rakennettu kiintoaineen laskeutusaltaat, joiden sisäpuoli on tiivistetty savella.
Sastamalan rikastamo	Kaikki rikastamon käyttövesi otetaan vanhan nikkelikaivoksen pumppausvedestä.
Sotkamon kaivos	Rikastushiekasta on vouti ottaa hyöntykäyttään noin 10%
	Kaivoksen pumppausvesi käytetään prosessivetenä nikkelin saostuksen jälkeen.
	Jätevesi ierrätetään takaisin prosessiin
	Prosessivesistä saostetaan arseeni ferrisulfaatilla ja nikkeli lipeällä
	Jätealtaan suotovedet pumpataan takaisin altaaseen tai kosteikkokäsitteyn (passiivinen puhdistus) jälkeen ympäristön.

Jätevesien puhdistusmenetelmät

Kaivostoiminnan vesien puhdistuksessa on nykyisin käytössä sekä aktiivisia että passiivisia menetelmiä. Jätevesien aktiivinen puhdistaminen edellyttää jatkuvaa vesien puhdistusta edistävän kemikaalin lisäystä, mikä kuluttaa energiaa. Sen sijaan passiivinen veden puhdistus perustuu luontaisiin biogeokemiallisiin reaktioihin ja luonnon energian käyttöön (painovoima, mikrobiologinen metabolinen energia, fotosynteesi) (Tremblay & Hogan 2000, Walton-Day 2003). Mikrobiologiset puhdistusmenetelmät voivat olla joko aktiivisia tai passiivisia. Aktiivinen käsittely vaatii bakteerien energialähteen, hiilen lisäystä (orgaaninen aines /CO2) ja mahdollisesti myös bakteeriympin lisäystä). Sen sijaan esimerkiksi passiivisessa sulfaatin pelkistykseen perustuvassa puhdistuksessa kosteikkoaltaan kasvijäänteiden hajoamistuotteet toimivat bakteerien energian lähteenä.

Suomen kaivoksilla yleisin käytetty aktiivinen puhdistusmenetelmä on veden pH:n säätö kalkilla veden happamuuden neutraloimiseksi ja metallien ja metalloidien saostamiseksi hydroksideina ja/tai karbonaatteina. Kalkki voi olla joko sammutettua (kalsiumhydroksidi) tai sammuttamatonta (kalsiumoksidi). Vaihtoehtoisesti pH-säädössä ja metallien saostamisessa käytetään lipeää (NaOH) tai hienojakoista karbonaattimineraalijauhetta (kalsiittia/dolomiittia). Metallien ja/tai metalloidien saostamiseksi voidaan käyttää myös muita kemikaaleja. Esimerkiksi liukoisen arseenin poistoon soveltuu arseenin hapettumista edistävä ferro- tai ferrisulfaatti.

Jätevesien kiintoaineksen poisto perustuu yleensä hienojakoisen aineksen laskeuttamiseen altaissa (kierrättämällä vettä heikolla virtauksella kahden tai kolmen altaan läpi) tai laskeutumista edistävien flokkuloivien tai koaguloivien yhdisteiden käyttöön. Jälkimmäiset edistävät saostumapartikkelien koon kasvua, mikä nopeuttaa niiden laskeutumista altaisiin. Puhdistuksessa syntyvät sakkalietteet jäävät altaiden pohjalle loppusijoitukseen.

Passiiviset puhdistusmenetelmät eivät edellytä säännöllistä puhdistusta edistävien kemikaalien lisäystä tai energian käyttöä (PIRAMID Consortium 2003). Sen sijaan puhdistuksen toimivuuden varmistaminen eri vuodenaikoina voi edellyttää jatkuvaa veden laadun seurantaa. Vesien puhdistus perustuu joko aerobisiin tai anaerobisiin kemiallisiin ja biokemiallisiin reaktioihin tai molempien yhdistelmään (Walton-Day 2003). Aerobiset reaktiot perustuvat raudan tai mangaanin hapettumiseen ja sitä seuraavaan saostumiseen ja muiden metallien pidättymiseen saostumien pintaan (adsorptio) tai itse saostumaan (fiksaatio). Anaerobinen puhdistuminen perustuu sulfaatin pelkistymiseen bakteeritoiminnan kautta ja sen myötä metallien saostumiseen sulfideina altaan pohjakerroksiin. Passiiviset puhdistamot koostuvat vesien keräysojista, vesialtaista ja/tai imeytyskentistä sekä jälkiselkeytysaltaista. Passiivinen puhdistamo voi toimia myös aktiivisen puhdistamon jälkipuhdistamona.

Jätevesien aktiivisia (a) ja pasiivisia (b) puhdistusmenetelmiä. (Trembläy & Hogan 2000, EC 2009, PIRAMID Consortium 2003, Lottermoser 2007)

a)

Aktiivinen vesien puhdistuskäsittely	Vaikuttava kemikaali/ luonnon yhdiste	Puhdistukden periaate
Alkalikäsittely (allas-/säiliökäsittely, aimotaamiotankkikäsittely, lisäykset lietesyötöön, lisäykset lietesyöttöön ennen allaskäsittelyä)	Kalkki [Ca(OH)2 tai CaO], lipeä (NaOH) tai karbonaattijauhe (kalsiitti/dolomitti)	pH:n nosto, mikä edesauttaa veden neutralisoitumista ja metallien saostumista hydroksideina tai sulfaattisuoloina
Ilmastus (ilman pumppaus altaaseen tai säiliöihin/veden keräysjärjestelmään)	Ei	Edistää raudan (Fe2+) hapettumista ja saostumista, mikä edesauttaa metallien tai metalloidien (As) pidättymistä rauta (Fe3+) saostumiin
Hapetinkemikaalin lisäys	Ferrosulfaatti/Ferrisulfaatti	Edistää luikoisen arseenin (As2+) hapettumista ja pidättymistä miukkaliukoisena (As5+) rautahydroksideihin
Typen poisto	Bakteerilisäys + CO2	Nitrifikaatio (hapettuminen: ammonium -> nitriitti -> nitraatti) denitrifikaatio (pelkistyminen: nitraatti -> typpikaasu)
Sulfaatin poisto	Kalkki- ja Al(Oh)3-lisäys tai Ba-suolan lisäys	Sulfaatti saostetaan ettringiittina [Ca6Al2(SO4)3(OH)12 * 26H2O] tai Ba-sulfaattina
Sulfaatin ja metallien poisto (Bakteerilisäys säiliöön / luohosveteen)	Bakteeriympätty memraanikalvo / Sianlantalietelisäys tai muun bakteereja sisältävän orgaanisen aineksen lisäys	Edistää sulfaatin pelkistymistä sulfidiksi ja siihen liittyen liukoisten metallien saostumista metallisulfideina
Kiintoaineksen poisto
Lasketus altailla	Ei	Vettä kierrätetään useamman altaan kautta hitaalla virtaamalla
Flokkuloivien /koaguloivien aineiden lisäys	Orgaaniset polymeeris / Fe tai Al suolat	Edistää hienorakeisen kiintoaineksen laskeutumista / saostumapartikkelien koon kasvua ja sitä kautta laskeutumista

b)

Passiivinen vesien puhdistus	Reaktiivinen rakenne	Puhdistuksen periaate
Rakennetut kosteikkoaltaat	Pohjarakenteena orgaaninen aines-karbonaattikivimurske (tai emäksinen kuona)-orgaaninen aines	Sulfaatin pelkistyminen bakteerien avulla edistää metallien /metalloidien saostumista metalli- /metalloidisuflideina; metallien pidättyminen orgaaniseen ainekseen (kompleksisidos); veden neutraloiminen
Imeytyskentät/kaivannon täyte	Orgaaninen aines (turve, kompostimulta, kompostoitu lanta) ja/tai metalleja sitoma emäksinen kuona	Edistää liukoisten metallien/metalloidien sitoutumista kiintoaineksen pintaan (fysikaalinen tai kemiallinen adsorptio); veden neutraloituminen
Reaktiiviset ojat	Karbonaattipitoinen kivilouhe/ emäksinen, karkearakeinen kuona	Edistää happaman veden neutraloitumista; virtauksen säätelyllä katteella voidaan edistää raudan saostumista/ pysymistä liukoisena/ estää saostumien kertymistä rakenteeseen ja tukkeutumista
Reaktiivinen pati/ penkere /maanalainen seinämä	Orgaaninen aines (turve, kompostimulta, kompostoitu lanta) / metalleja sitova emäksinen, karkearakeinen kuona	Edistää liukoisten metallien /metalloidien sitoutumista kiintoaineksen pintaan (fysikaalinen tai kemiallinen adsorptio); veden neutraloituminen

Louhinnan vesipäästöt

Kaivoksesta pumpattavan veden johtamista vesistöön voidaan vähentää hyödyntämällä vesi mahdollisuuksien mukaan prosessissa tuorevetenä tai muissa soveltuvissa tarkoituksissa. Kuivanapitovedestä poistetaan hienojakoinen liete sakka-altaassa laskeuttamalla joko maan alla tai maan päällä ennen veden kierrätystä prosessiin – tai johtamista vesistöön. Laskeuttamisen tehostamiseksi voidaan käyttää flokkulantteja. Monilla kaivoksilla louhoksen tai maanalaisen kaivoksen kuivanapitovedet ohjataan laskeutusaltaiden jälkeen yhdessä rikastamon prosessivesien ja rikastushiekan kanssa rikastushiekka-altaisiin, joista vesi pumpataan edelleen selkeytysaltaille jatkokäsittelyyn ennen vesien sisäistä kierrätystä ja/tai juoksutusta vesistöön.

Ympäristölle haitalliset metallit tai metalloidit poistetaan kemiallisella käsittelyllä kuivanapitovesistä ennen niiden johtamista vesistöön. Edellä olevassa kappaleessa on kuvattu vaihtoehtoja metallien poistamiseen vedestä. Myös räjähdysainejäämien poistaminen edellyttää erillistä käsittelyä. Hydrauliikkajärjestelmien vuodoista peräisin olevat mineraaliöljyt erotetaan vedestä öljynerottimilla.

Räjähdysainejäämät voivat olla kemiallisessa vesienkäsittelyssä ongelmallisia, jos metallien poisto vedestä edellyttää korkeaa pH:ta. Tällöin räjähdysaineista peräisin olevasta ammoniumnitraatista vapautuu ammoniakkia, joka on jo melko pienissä pitoisuuksissa vaarallista vesieliöille.

Typen poistaminen vedestä vaatii erillistä biologista käsittelyä. Suomessa on aihetta tutkittu mm. METLA:n vetämässä KAIRA hankkeessa (Mattila et al. 2007). Tutkimuksen perusteella typenpoisto vesistä on mahdollista, mutta se edellyttää kiintoaineen poistoa ennen typen poistoa. Typenpoistomenetelmä on monimutkainen ja kallis prosessi, minkä vuoksi se ei ole kaivosteollisuudessa vielä yleisessä käytössä. Typenpoisto kuivanapitovesistä perustuukin nykyisin pääasiallisesti vesien kierrättämiseen rikastushiekka-alueiden kautta, jolloin typpi poistuu vedestä pitkän viipymän aikana etenkin, jos veden pH on jätealueella riittävän korkea. Normaalisti typen pidättyminen jätealtaalla on 50–60 %.

Rikastuksen vesipäästöt

Rikastusprosessin kokonaispäästöt vesiin koostuvat ulos juoksutetusta vesimäärästä ja veden sisältämistä alkuainepitoisuuksista. Päästöjä voidaan pienentää vähentämällä juoksutettavan veden määrää ja/tai tehostamalla veden puhdistusta. Paras ympäristökäytäntö on lisätä veden sisäistä kierrätystä ja vähentää tuoreveden ottoa. Puhdistettavien vesien määrää vähentää myös kaivosalueen puhtaiden valumavesien (tai kaivosalueelle tulevien luonnon vesien) erottaminen likaisista vesistä.

Veden kierrätykseen voidaan käyttää sekä puhdistettua prosessivettä että myös louhoksen kuivanapitovettä. Esimerkiksi rikastushiekka-altailla selkeytettyjä jätevesiä kierrätetään takaisin malmin prosessointiin. Vettä voidaan kierrättää prosessissa myös ”sisäisenä” kierrätyksenä sellaisista prosessivaiheista, joiden vesi soveltuu laadultaan rikastusprosessissa käytettäväksi. Näitä vesiä voivat olla esimerkiksi sakeuttimien ylitevesi, suodattimien suodosvesi ja jäähdytysvedet. Vaihtoehtoisesti tai rinnan prosessivesien kierrätyksen kanssa osa tuorevedestä voidaan korvata louhoksesta pumpattavalla kuivanapitovedellä joko suoraan laskeutuksen jälkeen, tai laskeutuksen ja yksinkertaisen kemiallisen käsittelyn jälkeen (esim. metallien saostus).

Kierrätyksen lisäksi jätevesipäästöjen vähentäminen voi edellyttää prosessivesien kemiallisen puhdistuksen tehostamista. Puhdistukseen liittyy useimmiten esimerkiksi pH:n säätöä ja metallien saostamista, jotta lupamääräysten tai muiden asetettujen tavoitteiden mukaiset päästö- ja pitoisuusrajat täyttyvät ennen vesien johtamista vesistöön.

Sulfidimalmeja käsiteltäessä jätevesi sisältää usein raskasmetallien ohella myös sulfaattia. Sulfaattipitoisuutta voidaan jossain määrin vähentää kalkkisaostuksella (muodostuu kipsiä, Ca-sulfaattia). Tätä tehokkaampia sulfaatin poistomenetelmiä ovat sulfaatin saostaminen bariumsuolalla tai nostamalla jäteveden pH:ta ja saostamalla sulfaatti alumiinioksidilla (ettringiittisaostaminen). Uudempaa tekniikkaa edustaa kalvosuodatukseen perustuvat puhdistusmenetelmät (käänteisosmoosio / nanosuodatus). Sulfaatin poistoon voivat soveltua myös biologiset menetelmät kuten sulfaatin saostaminen metallisulfideiksi sulfaattia pelkistävillä bakteereilla (tai pelkistämällä rikkivedyksi).

Jätevedet voivat sisältää myös hapenkulutusta lisääviä, talviaikaan hitaasti hapettuvia yhdisteitä (esim. rikkiyhdisteitä, kuten tioyhdisteet ja rikkivety). Niiden hapettumista tehostetaan erityisesti talvisin joko mekaanisilla ilmastuslaitteilla (vastaavilla kuin asumajätevesien käsittelyssä) tai hapettavilla kemikaaleilla (esim. vetyperoksidilla, H2O2). Hapettavien kemikaalien käyttö on kuitenkin huomattavasti ilmastusta haasteellisempaa sekä prosessin säädön että turvallisuuden kannalta. Kesäaikaan lämpimät vedet ja pitkä viipymäaika altaalla ovat yleensä riittäviä yhdisteiden hapettamiseksi (esim. raudan saostaminen). Hapettumista voi seurata pH:n lasku ja sen myötä kalkituksen tehostaminen (tai lipeän lisäys).

Mikäli prosessissa käytetään kemikaaleja, jotka voivat aiheuttaa erityistä vaaraa ympäristölle tai terveydelle, poistetaan ne kemiallisesti ennen vesien johtamista ympäristöön. Esimerkiksi kullan rikastuksessa käytettävästä natriumsyanidista peräisin olevan syanidi voidaan poistaa kemiallisesti mm. alkalisella kloorauksella, otsonihapetuksella, vetyperoksidihapetuksella tai rikkidioksidi-ilma hapetuksella (Inco-prosessi, lisätietoja EC 2009 ja INAP 2009).

Kaivannaisjätealueiden päästöjen vähentämistekniikat

Eri jätejakeiden, sivukivien, rikastushiekan ja sakkalietteiden kemiallisten ja fysikaalisten ominaisuuksien tunteminen on lähtökohtana kaivannaisjätteiden päästöjen vähentämiseen ja niiden ympäristövaikutusten ennaltaehkäisyyn. Tämä ohjaa keskeisesti läjitysalueiden suunnittelua. Jätealueiden päästöjä vähentävät merkittävästi läjitysalueiden pohjarakenteiden tiiveys sekä läjityksen veden ja siihen satavan veden keräys ja riittävän tehokas puhdistaminen. Toiminnan aikana ympäristövaikutusten vähentämistekniikat kohdentuvat erityisesti läjitysalueiden pölyämisen estämiseen sekä valumavesien keräämiseen, kiintoaineksen poistoon vesistä sekä vesien kemialliseen puhdistukseen. Läjitysalueiden valumavesien laadun parantamisessa on tärkeää jätteen kemiallisen muutunnan (mineraalirapautuminen) estäminen tai hidastaminen sekä haitallisten prosessikemikaalien hallittu käyttö ja tarvittaessa hajotus (esim. syanidi) ennen vesien johtamista jätealtaisiin tai jätealtaista eteenpäin.

Toiminnan aikana kemiallista muutuntaa vähentää jätealueiden peiton rakentaminen alueilla, joissa läjitys on jo päättynyt. Tällä on merkitystä myös suotovesien määrän vähentämiseen ja laadun parantamiseen. Jätteen pitäminen veden alla tai vesikyllästeisenä hidastaa myös kemiallista muutuntaa. Tiiviillä peitolla tai vesipeitolla voidaan estää / hidastaa jäteaineksen sisältämien rautasulfidien hapettumista ja sen myötä happamuuden kasvua ja haitallisten alkuaineiden liukenemista. Sulfidihapettumiseen liittyvien happamien valumavesien muodostumista voidaan estää myös läjitystekniikan ja läjitysalueen pohja- ja patorakenteiden valinnalla. Alla olevassa taulukossa esitetyt hapon muodostuksen ennaltaehkäisytekniikat perustuvat hapen kulkeutumisen estämiseen läjitykseen tai jätekivien sulfidimineraalipinnoille. Vaihtoehtoisesti hapon muodostusta voidaan vähentää lisäämällä jätteen neutralointikapasiteettia tai vähentämällä jätteen rautasulfidipitoisuutta.

Jätteen läjityksen suunnittelussa ja toiminnan aikana sovellettasia hapon muodostuksen ehkäisymenetelmiä

Hapon muodostumisen ehkäisymenetelmät	Menetelmän periaate ja soveltuvuut eri jätetyypeille
Vesipeitto	Jäte läjitetään vesikyllästeisenä ja läjitetään vesiataaseen; jätettä peittävä vesikerros estää hapen diffuusion jätteeseen (hapen diffuusio vedessä on 10^4 kertaa pienempi kuin ilmassa), soveltuu rikastushiekalle ja sakkalietteelle.
Pastapeitto	Peitto vedenpitävällä (10^-7 - 10^-8 m/s), hienorakeisella kivijauheessa tai hienoainespitoisella rikastushiekka-aineksella (pastalla) hidastaa /estää hapen kulkeutumisen jätteeseen. Soveltuu rikastushiekalle ja sivukivelle. Esim. Luikonlahden rikastushiekka-altaan magnesiittijätehiekkapeitto (>= 2 m)
Sijoitus maanalaisiin kaivosonkaloihin	Jäte sijoitetaan maanalaisia onkaloita tukevana töyttönä. Soveltuu karkearakeiselle rikastushiekalle (kovettuva pastatäyttö)/ sivukivelle; esin Pyhäsalmen kaivos
Sijoitus louhokseen (vesitäyttö)	Jäte sijoitetaan avolouhoksen osaan, jossa louhinta on päättynyt tai sijoitetaan vedellä täyttyneeseen suljettuun louhokseen. Louhostäyttö jää veden peittämäksi tai peitetään moreenilla ja vedellä (märkäpeitto). Soveltuu sivukiville (happoatuottaville, ei-happoatuottaville) ja niiden sekaan läjitettävälle, neutraloivalle rikastushiekalle (Blending/Layering)
Rautasulfidien poisto (depyritisaatio)	Jätteestä poistetaan kokonaan tai osittain rautasulfidit ennen sijoitusta läjitysalueelle. Sulfidien poisto vähentää jätteen hapontuottopotentiaalia. Soveltuu rikastushiekalle.
Valikoiva lajittelu	Jäte lajitellaan ennen sijoitusta neutralointikykyisiksi ja happoa muodostaviksi jätejakeiksi, jotka sijoitetaan erillisille läjitysalueille, mikä vähentää potentiaalista ympäristövaikutusten pinta-alaa. Soveltuu rikastushiekalle.
Sekaläjitys	Jätteiden lajittelun ympäristökelpoisuuden mukaan. Happoa muodostava jätejae kapseloidaan neutralointikykyisen (karbonaattimineraalipitoisen) jätejakeen sisälle. Soveltuu sivukiville maan päälliseen läjitykseen tai louhostäyttöön
Patorakenteiden/ pohjtarakenteiden tiiveys	Läjitysalueen pohja- ja patorakenteiden riittävä tiiveys estää hapellisen pohjaveden kulkeutumisen läjityksen alta/ sivuilta. Patorakenteiden tiiveys (märkäpuoli) hidastaa hapen kulkeutumisen tuunivirtausten mukana läpi jätteeseen. Tiivisrakenteet soveltuvat potentiaalisesti happuoatuottaville ja/tai haitallisia aineita sisältäville sivukiville, rikastushiekalle ja sakkalietteelle.
Reaktiivinen pohjarakenne	Reaktiisisten pohjarakenteiden käyttö perustuu niiden kykyyn neutraloida (emäksinen pohjameteriaali) happamia tai heikosti happamia valumavesiä tai niiden kykyyn sitoa haitta-aineita (tiivistyvä turve, paksuus vähintään 0,3 m)
Kemikaalilisäys, neutralointikyvyn lisääminen	Jätejakeeseen lisätään kalkkia ennen läjitystä. Soveltuu rikastushiekalle ja sakkalietteelle

Jätealueiden pölypäästöt

Rikastushiekka-altaalta tuulen mukana leviävien pölypäästöjen torjumiseksi rikastushiekka pidetään toiminnan aikana kosteana tai sen pinnalle suihkutetaan kalkkimaitoa tasaiselle alueelle. Kalkkimaitoa käytetään erityisesti kuivuneilla alueilla, joissa se muodostaa rikastushiekan pintaan kovan kerroksen estäen siten jätteen pölyämisen. Kalkkimaitokuori ei kuitenkaan kestä mekaanista rasitusta eikä myöskään säily talvikauden yli, joten käsittely on uudistettava keväisin. Rikastushiekan kosteutta säädellään läjitysteknisin keinoin tai pitämällä altaan vesitila mahdollisimman laajana, patoturvallisuuden vaatimukset huomioiden.

Jätealtaiden patopenkkojen pölyämistä voidaan vähentää louhevuorauksella tai kasvittamisella, esimerkiksi heinäsiementen kylvöllä. Louhevuorausta tehdään sitä mukaa, kun penkan korkeus kasvaa. Penkkojen peittäminen kasvillisuudella voidaan aloittaa jo toiminnan aikana.

Sivukivikasojen pölypäästöjä vähennetään peittämällä ja kasvittamalla kasoja jo toiminnan aikana niiltä alueilta, joissa läjitys on jo päättynyt. Sivukivikasoista aiheutuvia pölypäästöjä voidaan myös vähentää pienentämällä loppusijoitettavien sivukivien määrää käyttämällä ympäristökelpoisia sivukiviä kaivosalueella tai sen ulkopuolella maanrakentamisessa tai louhostiloissa kaivostäytteenä.

Jätealueiden vesipäästöt

Jätealueiden vesipäästöjen vähentäminen kytkeytyy prosessivesien käyttömäärien vähentämiseen, allasvesien kierrättämiseen takaisin prosessiin ja jätealueiden ympäristövesien hallintaan. Jätealueelta ympäristöön hajakuormituksena leviäviä päästövesiä voidaan vähentää rakentamalla läjitysalueen pohjarakenteet tiiviiksi ja keräämällä hallitusti läjitysalueen suoto- ja valumavedet puhdistusaltaille. Tiivispohjaisella jätealtaalla patojen tiivisrakenne vähentää merkittävästi altaasta suotautuvien vesien määrää (altaan vesien hallinta esim. dekanterikaivon kautta).

Jätealueen sijoituksella voidaan vaikuttaa päästöjen leviämiseen. Jätealueet voidaan esimerkiksi sijoittaa kohteisiin, joissa läjityksen valumavedet voidaan ohjata hallitusti puhdistettavaksi (topografinen sijainti; maaperäolot). Puhdistettavia valumavesimääriä voidaan vähentää myös ohjaamalla ympäristön puhtaat luonnonvedet jätealueiden ohi. Ennalta-arvaamattomien vesipäästöjen haittojen vähentämiseksi on hyvä suunnitella varoaltaita tai patorakenteita päästöjen leviämisen estämiseksi. Ennalta-arvaamattomia päästöjä voi syntyä esimerkiksi tulvatilanteessa tai pato- tai keräysojavallien sortumien yhteydessä.

Mahdollinen pohjavesien pilaantuminen voidaan parhaiten estää sijoittamalla jätealueet (rikastushiekka, sakkaliete) tiivistyvälle maaperälle tai rakentamalla tiivis pohja- ja patorakenne. Kaivannaisjätteiden sijoittaminen maanalaisiin kaivosonkaloihin ja/tai käytöstä poistettuun avolouhokseen (tai avolouhososaan) vähentää maanpäällisten jätealueiden maa-alatarvetta ja siten myös vesipäästöjä. Sivukivikasojen osittainen maisemointi ja peitto jo toiminnan aikana vähentävät myös vesipäästöjen määriä ja osaltaan voivat parantaa valumavesien laatua, varsinkin, jos peittorakenne tehdään heikosti vettä läpäisevästä materiaalista

Kaivospatojen vesi- ja pölypäästöt sekä patovaurioiden ennaltaehkäisy

Jätealueelta padon läpi tai ali pintavesiin suotautuvat vedet kerätään hallitsemattomien päästöjen estämiseksi talteen ympärysojilla ja ohjataan käsittelyyn tai pumpataan takaisin altaaseen. Potentiaalisesti happoa tuottavien ja/tai haitta-aineita sisältävien jätteiden padot rakennetaan tiiviiksi, mikä estää jätevesiä suotautumasta maaperään ja pohjaveteen patoalueelta (ks. luku 5.4.4.1). Patoalueiden pölyämistä estetään peittämällä (louhe, moreeni) ja kasvittamalla patoluiskat toiminnan aikana alueilla, joissa se on jo mahdollista. Tärkeää on myös laatia varotoimenpidesuunnitelmat sään ääriolojen varalta.

Alla olevassa taulukossa on esitetty patojen vauriotyyppejä ja vaurioiden muodostumisen ehkäisykeinoja. Patovauriot voidaan jakaa kolmeen päätyyppiin: ulkoinen eroosio, sisäinen eroosio ja liukusortuma. Padon vaurio ei useinkaan johdu vain yhdestä syystä, vaan se voi olla useiden eri tekijöiden seuraus.

Patojen vauriotyypit ja ehkäisykeinot

Vauriotyyppi	Vaurion laatu ja syy	Vaurion ilmenemistapa	Vaurion ehkäisy
Sisäinen eroosio	Hallitsematon suoto-virtaus padon läpi	Painaumat harjalla	Toimivat suodatin- ja kuivatusrakenteet
Puutteellinen suodatinrakenne	Kraaterit	Läpivientien oikeanlainen ympärysttäyttä/ tiiviit laipparakenteet
Läpiviennin vääränlainen rakenne		Riittävä routamitoitus
Routiminen
Uloinen eroosio	Altaan ylitäyttö	Ylivuoto	Suurempi kuivavara
Rikastushiekkaputken rikkoutuminen	Eroosio luiskissa	Luisraverhous paksumpi ja karkeammasta meteriaalista
Aallokko	Uudet veden kulkeutumisreitit	Pinnan sitominen esim. Kasvillisuudella, päällystämisellä tai kastelemalla
Sateiden ja sulamisvesien aiheuttamat tulvat
Kuivatusjärjestelmien tukkeutuminen esim. Tuulieroosion vuoksi
Liukusortuma	Liian jyrkät liuskat	Alapuolinen maanpinta alkaa kohota	Loivemmat luiskat
Liian korkea suotovesi- tai pohjavesipinta	Liukupintasortuma	Vastapenger
Liian nopea rakentaminen ja riittämätön tiivistäminen		Tehokkaat kuivatusjärjestelyt

Melupäästöt ja tärinä

Meluntorjuntatoimet voidaan jakaa melupäästöjen vähentämiseen ja äänen etenemisen estämiseen sekä yksityiskohtaiseen ja ennakoivaan suunnitteluun. Melun torjunnan suunnittelua on tärkeää jatkaa koko kaivoksen elinkaaren aikana. Melupäästöjä voidaan vähentää

• huoltamalla laitteistoja säännöllisesti, koteloimalla ja suojaamalla melua tuottavia laitteita.
• rakentamalla meluvalleja. Rakentamisessa tulee hyödyntää pintamaita tai varastokasoja, jotka eivät aiheuta ympäristöhaittaa.
• ymmärtämällä melupäästöjen leviämisen luonne ja suunnittelemalla toiminta melua vähentäväksi esim. sijoittamalla murskaus- ja seulontatoiminnot maanalaiseen kaivokseen tai osittain maan alle, sijoittamalla melua tuottavat laitteet lähelle toisiaan ja matalalle tasolle muuhun maanpintaan nähden (vähentää myös vaikutusalueen laajuutta), pitämällä rikastamon ja murskaamojen ovet kiinni.
• valitsemalla louhintasuunta niin, että toiminta jää asutukseen nähden louhintarintauksen taakse.
• jättämällä louhimattomia seinäkkeitä meluesteiksi asutuksen suuntaan.
• jättämällä puustoa ja kasvillisuutta kaivosalueen reunoille tai melupäästökohteiden ympäristöön.
• rajoittamalla räjäytysten panoskokoja ja vaiheistamalla panostus sekä optimoimalla räjähdekemikaalien määrä.
• ilmoittamalla räjäytyksestä ennakkoon ja painottamalla räjäytykset tiettyihin ja mahdollisimman samoihin ajankohtiin päivistä. Räjäyttäminen aiheuttaa voimakkaan, mutta lyhytkestoisen melun ja siten ennakkotieto vaikuttaa positiivisesti haitankärsijöiden asenteisiin.
• kuljetusreittien suunnittelulla ja ajoittamalla kuljetukset sellaisiin vuorokauden aikoihin, jolloin häiriöt ovat mahdollisimman vähäiset.

Uudenmaan ELY-keskus ylläpitää meluntorjunnan tietojärjestelmää, johon on mahdollista tallentaa eri toiminnoista tehtyjä melutilanneselvityksiä, esimerkiksi maankäytön suunnitteluun, ympäristölupamenettelyyn ja YVA-hankkeisiin liittyviä selvityksiä. Tietojärjestelmään voidaan tallentaa laskennallisesti ja mittauksin tehtyjä meluselvityksiä sekä merkitä järjestelmään melua aiheuttavien toimintojen sekä meluesteiden sijainteja. Tietojärjestelmän tavoitteena on tehostaa meluselvitysten hyödyntämistä palvellen eri käyttäjäryhmiä (Laurila & Hakala 2010). Lisätietoja tietojärjestelmästä on saatavilla Valtion ympäristöhallinnon internetsivuilta (Uudenmaan ELY & Ympäristöministeriö 2011).

Louhinnasta aiheutuvaa tärinää ei pystytä täysin poistamaan, mutta oikeilla toimintatavoilla sen haitat voidaan minimoida. Räjäytyksistä ympäristöön leviävää tärinää voidaan pienentää oikealla työn suorituksella ja räjäytysten suunnittelulla. Tärinää voidaan vähentää

• louhintasuunnan valinnalla,
• huomioimalla kallioperän ominaisuudet,
• räjähdysaineen valinnalla,
• suunnittelemalla panosten ajoitukset kallion jännitys- ja värähtelytilan mukaisesti (lyhythidastenallit), • pienentämällä reikäpanoksia ja keventämällä panostusastetta tai pienentämällä räjäytettävän kentän kokoa (sytytysjärjestys, pieni momentaaninen räjähdysainemäärä),
• hyvällä porauksen hallinnalla.

Esimerkkejä melun ja tärinän vähentömintoimenpiteistä Suomessa toimivilla metallikaivoksilla

Kaivos/tuotantolaitos	Toimenpiteitä melun ja tärinän vähentämiseksi
Kittilän kaivos	Tilapäinen murskaustyö tehdään läjitysalueiden takana
Murskauksen meluntorjunta rakenteellisin ratkaisuin
Tutkitaan mahdollisuuksia vähentää jauhatuksen melua rakenteellisin ratkaisuin
Meluvalli avolouhokselta malmivarastolle sekä malmivaraston asutuksen puolella kuljetus- ja lastausmelun vähentämiseksi
Meluvalli ilmanaakutehtaan ja toimistorakennuksen välissä prosessimelun vähentämiseksi.
Kaivospiirin puuston mahdollisimman maksimaalinen säilyttäminen
Jokisivun kaivos	Maanpoistomassoista ja sivukivestä on rakennettu louhoksen ympärille meluvalli.

Energiankulutus

Kaivostoiminnassa energiankulutus edustaa niin merkittävää kustannuserää, että energian säästämiseen tähtäävät kehityshankkeet kuuluvat kaivoksilla normaaliin rutiiniin. Energiankulutus on voimakkaasti riippuvainen malmin laadusta ja sen vaatimasta prosessitekniikasta. Jos malmi on kovaa, malmin irrottaminen, murskaaminen ja jauhaminen kuluttavat selvästi runsaammin energiaa kuin pehmeämmän malmin käsittely. Malmin hienonnukseen tarvittavasta energiasta voidaan saada suuntaa-antava käsitys määrittämällä sille ns. Bondin Work-Index, joka kertoo teoreettisen energian tarpeen malmitonnia kohti. Tämä malmikohtainen teoreettinen arvo asettaa jossain määrin rajoituksia sille, miten pitkälle energian säästämisessä voidaan päästä.

Hienonnuksessa energiankulutusta voidaan kuitenkin pyrkiä optimoimaan mm. seuraavilla toimenpiteillä:

• Murskaus- ja jauhatusprosessin optimointi. Murskaus kuluttaa energiaa malmitonnia kohden huomattavasti jauhatusta vähemmän tiettyyn rajaan asti (n. 10 mm). Erityyppisillä murskaimilla on optimitoiminnan kannalta tietty murskaussuhde (esim. leukamurskain 3–7, kartiomurskain n. 6), jonka ylittäminen voi johtaa huomattaviin kunnossapitokustannuksiin. Tämän vuoksi on murskausvaiheita lisättävä, jos tuotteen hienoutta lisätään. Myös seulontavaiheita on tällöin lisättävä. Laitteiden lisääntyessä myös energian tarve lisääntyy. Hienonnuksen suunnittelu onkin haastava optimointitehtävä, jossa energiankulutus on tärkeä, mutta ei suinkaan ainoa kriteeri.
• Murskauspiiriin valitaan mahdollisimman hyvällä hyötysuhteella toimivat laitteet, joiden kapasiteetti ja murskaussuhde ovat oikealla alueella eikä ”tyhjäkäyntiä” esiinny.
• Jauhatuspiirin suunnittelulla ja menetelmän valinnalla pyritään saavuttamaan mahdollisimman hyvä läpimeno-kapasiteetti energiankulutukseen nähden. On kuitenkin huomattava, ettei energiankulutus ole ainoa suunnittelukriteeri. Myös kunnossapitokustannukset ja tarveaineiden kulutus (esim. jauhintangot ja -kuulat) voivat olla kaivoksen kannalta merkittäviä kustannustekijöitä. Myös jauhatuspiiriin yleisesti liittyvien muiden laitteiden (esim. luokittimien) toiminnan suunnittelussa pyritään piirin tehokkaaseen toimintaan.

Rikastusprosessissa monivaiheinen ja useampia rikasteita tuottava prosessi vaatii luonnollisesti yksinkertaista prosessia enemmän energiaa. Tässäkin on rikastusprosessin ja siihen liittyvien laitteiden suunnittelulla oleellinen merkitys energiankulutusta ajatellen. Suunnittelussa pitäisi huomioida mm. seuraavia seikkoja:

• Valitaan energiatehokkaita laitteita (moottorit, pumput, taajuusmuuttujaohjaus).
• Optimoidaan laitteiden koko/määrä. Kun yksiköiden koko kasvaa ja lukumäärä vähenee, alenee energiankulutus käsiteltävää tonnimäärää kohti. Kokoa ei kuitenkaan voi kasvattaa rajattomasti prosessin toiminnan häiriintymättä, vaan kysymys on optimoinnista energiankulutuksen ja prosessin toiminnan välillä.
• Suunnitellaan malmin prosessointi mahdollisimman yksinkertaiseksi.
• Valitaan energiatehokkaita rikasteiden kuivauslaitteita. Yleensä esim. painesuodatus kuluttaa vähemmän energia kuin perinteinen kiekkosuodatus ja kuivausrumpu. Keraaminen suodatin kuluttaa edelleen energiaa vähemmän kuin kiekkosuodatin tai painesuodatin. Valintaa ei voida kuitenkaan aina tehdä energiankulutuksen perusteella, koska eri laitteilla on esim. käsiteltävän rikasteen hienouden suhteen erilainen optimitoiminta-alue. Rikasteen loppukosteudelle asetetut vaatimukset vaikuttavat myös menetelmän ja laitteiden valintaan.

Vanhoilla kaivoksilla, joissa prosessit on suunniteltu ja rakennettu usein vanhemmalla ja vähemmän energiatehokkaalla tekniikalla, energianäkökulma tulee huomioitavaksi laitteistoja uusittaessa. On myös suositeltavaa tehdä perusteellinen energiaselvitys, jossa

• kartoitetaan tarkasti nykyinen energiankulutus,
• selvitetään mahdolliset ”energiahukat” (esim. paineilmaverkoston vuodot ym.) ja
• kartoitetaan kohteet, joissa energian säästöä voidaan saavuttaa tarvittaessa prosessin tai laitteistojen muutoksilla.

Kaivos/tuotantolaitos	Toimia energiatehokkuuden parantamiseksi
Kemin kaivos	Malmin kuljetus minimoidaan tasoväleillä
Ominaispanostusta pyritään pienentämään räjäytyskaasujen vähentämiseksi
Maanalaisen kaivoksen ominaisenergian kulutus on pienentynyt, koska jauhautuminen kaatonousuissa on lisääntynyt suuremman pudotuskorkeuden takia
Rikastamon sähkön ominaiskulutus on pienentynyt lähinnä parantuneen erotustehokkuuden takia, mikä on nostanut kapasiteettia
Pyhäsamen kaivos	Energiaselvitys/kartoitus tehty
Kuivausrummun korvaaminen painesuottimella
Kaivoksen pumppausveden lämmön hyväksikäyttö kaivoksen tuuletusilman lämmityksessä
Kevitsan kaivos	Taajuusmuuntimet, nesteresistanssikäynnistimet jne. Käytössä suurten pumppujen nopeuden säätämisessä, kuljettimien käynnistämisessä ja jauhinmyllyjen köyttöolosuhteisen optimoinnissa
Valitut pienjännitemoottorit täyttävät kaikilta osin hyötysuhde-luokan IE2 ja suurimmaksi osaksi myös hyötysuhdeluokan IE3

Päästöjen vähentäminen toiminnan päättymisen jälkeen

Toiminnan päätyttyä kaivosalueelle jäävistä rakenteista (jätealueet, louhostilat) aiheutuvia päästöjä ilmaan ja vesiin vähennetään jälkihoitotoimilla, esimerkiksi jätealueiden peittämisellä ja vesien käsittelyllä. Jälkihoitotoimenpiteiden ensisijaisena tavoitteena tulee olla päästöjen muodostumisen estäminen, ja toissijaisena päästöistä aiheutuvan kuormituksen vähentäminen. Tehokkain keino toiminnan jälkeisten päästöjen vähentämiseksi on huomioida sulkemistoimenpiteet jo kaivoksen suunnittelu- ja rakentamisvaiheessa, esimerkiksi jätealueiden ja louhinnan suunnittelussa.

Kaivannaisjätealueiden päästöt

Toiminnan päätyttyä jätealueiden päästöt muodostuvat läjitysalueen valumavesistä ja kuivuneiden, hienojakoista materiaalia sisältävien pintojen pölyämisestä. Jätealueilta muodostuvien päästöjen määrää vähennetään erilaisilla peittoratkaisuilla ja jo kaivoksen rakentamisvaiheessa tehtävillä jätealueiden rakenteellisilla ja/tai läjitysteknisillä ratkaisuilla. Päästöjä voidaan tehokkaimmin vähentää valitsemalla sellainen peittorakenne, joka sekä hidastaa jätteen kemiallista ja fysikaalista rapautumista (muutuntaa) että estää jätealueen pölyämistä ja myös vähentää valumavesien määrää.

Jätteen kemiallisella tilalla (rapautumisella) on merkittävä vaikutus jätealueelta suotavien vesien laatuun, joten peitoilla voidaan vaikuttaa myös vesipäästöjen laatuun. Peittojen lisäksi jätealueiden vesipäästöjen vähentäminen edellyttää usein erillistä suoto- ja valumavesien puhdistamista. Vesien puhdistamiseen soveltuvat aktiiviset tai passiiviset menetelmät, tai niiden yhdistelmät. Toiminnan jälkeen vesien käsittelyssä on hyvä käyttää mahdollisuuksien mukaan passiivisia menetelmiä, koska ne vaativat vähemmän jatkuvaa ylläpitoa ja kuluttavat vähemmän energiaa kuin aktiiviset menetelmät.

Laajoilla jätealueilla pölypäästöjen vähentäminen alkaa usein jo toiminnan aikana suljettujen läjitysalueiden peittämisellä ja kasvittamisella, joita jatketaan läjityksen päätyttyä koko jätealueen kattavaksi. Tiheä kasvillisuus vähentää tehokkaasti pölyämistä (sivukivikasat, rikastushiekka-altaat) samoin kuin hienojakoisen aineksen peittäminen kokonaan vedellä (rikastushiekka-allas, jätesakka-altaat). Tiiviillä peittorakenteilla voidaan vähentää suotovesien määrää ja vaikuttaa mahdollisesti myös suotovesien laatuun. Jätteiden hapontuottoa voidaan parhaiten vähentää vesipeitolla, joka voidaan toteuttaa tiivispohjaisissa ja padoiltaan vakaissa jätealtaissa tai louhostiloihin tai avolouhokseen sijoitetulle jäteainekselle. Laajojen, moniosaisten läjitysalueiden peittäminen (jälkihoito) alkaa jo toiminnan aikana ja siten peittorakenteen toimivuudesta saatuja seurantatietoja voidaan käyttää lopullisessa sulkemisvaiheessa peittorakenteiden parantamiseen ja mahdollisesti vesipäästöjen puhdistuksen tehostamiseen.

Kuivapeittorakenne voi koostua yhdestä maa-aineskerroksesta tai useamman maa-aineksen ja/tai synteettisen materiaalin kerrosrakenteesta. Kuivapeittorakenteen ominaisuuksien ja paksuuksien valinnalla voidaan vaikuttaa läjitykseen imeytyvän veden määrään ja siten suotovesien määrään. Monikerrosrakenteella, jossa on yhtenä osana tiivis kerros, vähennetään parhaiten suotovesien ja mahdollisesti myös puhdistettavien vesien määrää. Rakenteiden valinnassa ja suunnittelussa on huomioitava jätteen kemiallisessa muutunnassa mahdollisesti syntyvät kaasut ja/tai lämpöreaktiot (lämpölaajeneminen). Tiivis peittorakenne voi aiheuttaa myrkyllisten kaasujen muodostumista (H2S, CO2) jätealueella ja niiden kulkeutumista esimerkiksi näytteenottokohteisiin, jotka on sijoitettu penkkojen läheisyyteen (KT ry 2006). Tämä seikka on huomioitava jo suunnitteluvaiheessa työturvallisuusriskinä.

Vesipeitto soveltuu sellaisten rikastushiekka-altaiden jälkihoitoon, joissa on tiiviit pato- ja pohjarakenteet. Rautasulfidien hapettumista ja sitä seuraavaa haitallisten aineiden liukenemista sivukivistä estetään tai hidastetaan tehokkaimmin sijoittamalla sivukivet louhokseen ja peittämällä täyttö riittävän paksulla vesikerroksella (lisätietoja Tremblay & Hogan 2001, EC 2009, INAP 2009, Eriksson 2001). Vesipeiton tehokkuus perustuu hapen hitaaseen liukenemiseen ja kulkeutumiseen (diffuusioon) vedessä verrattuna ilmaan.

Louhosten vesipäästöt

Toiminnan päätyttyä kuivanapitopumppauksen lopettamisen ja siitä aiheutuvan louhoksen täyttymisen seurauksena louhoksesta voi aiheutua vesipäästöjä kalliorakoja tai vettä johtavia maaperäkerroksia pitkin ympäröiviin pohjavesiin tai ylivuotona alueen pintavesiin. Päästöjä pohjavesiin voidaan estää tukkimalla hyvin vettä johtavat ruhjeet ja raot, tai rakentamalla maanalaiseen louhokseen hydraulisia sulkuja (esim. kaivosperiin tai ajotunneleihin) ennen kaivoksen täyttymistä vedellä. Suluilla voidaan ohjata veden virtauksia siten, että sulfidirikkailta alueilta tulevat happamat metallipitoiset vedet erotetaan puhtaammista vesistä – ja samalla kontrolloidaan vesien purkautumista ympäristöön. Maanalaisessa louhoksessa vesien purkautumiskanavia voidaan ohjata myös tukkimalla sellaiset kaivokseen johtavat kulkuväylät tai aukot, joista ylivuotovesien ei haluta purkautuvan. Sulut voidaan rakentaa esimerkiksi betonista. Suluilla edistetään ja nopeutetaan myös louhoksen täyttymistä vedellä (INAP 2009). Veden luonnollisten virtausreittien tukkiminen voi johtaa seinämien sortumiin veden paineen nousun myötä tai veden hakiessa uusia virtauskanavia. Sortumien estäminen edellyttää louhoksen seinämien lujittamista toiminnan päätyttyä.

Sulfidimineraalien hapettumisesta aiheutuvien vesipäästöjen muodostuminen toiminnan päätyttyä estetään antamalla louhoksen täyttyä vedellä. Tällöin louhokseen muodostuu vesipeitto, joka estää sulfidimineraalien rapautumisen jatkumisen (ks. luvut 6.3.2 ja 8.4). Vedellä täyttymistä voidaan nopeuttaa esimerkiksi pumppaamalla louhokseen vettä tai tukkimalla hydrauliset johteet edellä mainituilla suluilla (INAP 2009). Toiminnan aikana ja ennen louhoksen täyttymistä louhoksen seinämiin on ehtinyt kertyä sulfidimineraalien hapettumistuotteita, jotka liukenevat veden pinnan nousun myötä heikentäen louhosvesien laatua. Louhoksen teiden ja käytävien pohjalla on myös hienoksi jauhautunutta malmia, josta voi myös liueta vesiympäristölle haitallisia aineita.

Vesikuormituksen vähentämiseksi heikkolaatuisten louhosvesien käsittely tehdään joko in situ -menetelmällä tai puhdistamalla louhoksen ylivuotovedet. In situ -menetelmällä tarkoitetaan vesien käsittelyä itse louhoksessa. Tavallisimmat in situ -menetelmät ovat kemiallinen tai biologinen käsittely. Yleisin kemiallinen menetelmä on alkalinen käsittely, jossa louhosveden happamuutta vähennetään lisäämällä emäksistä ainetta (esim. kalkkia, lipeää), jotta kaivosveden sisältämät liuenneet metallit saostuisivat hydroksideina (INAP 2009). Biologisista menetelmistä tunnetuin on sulfaatinpelkistyksen hyödyntäminen. Menetelmässä luodaan louhokseen bakteereita, orgaanista hiiltä ja ravinteita lisäämällä aktiivinen sulfaatinpelkistäjäbakteerikanta, jonka toiminnan vaikutuksesta sulfaatti pelkistyy sulfidiksi ja liuenneet metallit saostuvat sulfideina. Reaktio nostaa samalla veden alkaliniteettia (esim. Vestola & Mroueh 2008). Muita mahdollisia biologisia menetelmiä on käytetty mm. typen poistoon vähäisiä määriä metalleja sisältäville louhosvesille.

Louhosten ylivuotovesien käsittelyyn soveltuvat vastaavat aktiiviset ja passiiviset menetelmät, joita käytetään toiminnan aikana ja jälkeen myös muiden kaivosalueen valuma- ja suotovesien puhdistukseen (ks. luvut 6.2.2.1 ja 8.4.2). Yhtenä vaihtoehtona louhosvesien käsittelylle on myös ”pumppaa-ja-käsittele” -menetelmä, jossa louhoksen vesi pumpataan puhdistettavaksi erilliseen käsittelylaitokseen. Tällöin vedestä voidaan käsittelyn ohella pyrkiä ottamaan talteen hyödylliset metallit (esim. Lottermoser 2007).

Jos louhos täyttyy vain osittain vedellä, vesipäästöjä voi aiheutua vesipinnan yläpuolelle jäävissä seinämissä tapahtuvasta sulfidimineraalien hapettumisesta. Tällaisessa tapauksessa louhoksen täyttymistä tulisi pyrkiä edesauttamaan tulppaamalla raot, jotka estävät louhoksen täyttymisen ja pumppaamalla sitten vettä louhokseen (INAP 2009).

Sulfidimineraalien hapettumisen estäminen louhoksen seinämissä jo toiminnan aikana vähentää louhoksen vesipäästöjen puhdistamistarvetta toiminnan päättymisen jälkeen. Viime vuosina on kehitetty mm. seinämien passivointimenetelmiä, joissa reaktiivinen kivipinta peitetään kemiallisesti pysyvällä ja suojaavalla pinnoitteella, esimerkiksi permanganaatilla. Menetelmä toimii tehokkaimmin, jos kivipinta on tuore, kun se peitetään. Menetelmä on kuitenkin vasta uusi, eikä sen toimivuudesta ole vielä pitkäaikaista kokemusta (INAP 2009).

Jos louhokseen loppusijoitetaan kaivannaisjätteitä, tulee varmistaa, ettei niistä aiheudu lisäkuormitusta vesiin. Kuormituksen estämiseksi kaivannaisjätteet voidaan esimerkiksi vuorata jätemateriaalia paremmin vettä johtavalla maa-aineksella, jolloin veden virtaus ohjautuu jätemateriaalin sijasta puhtaaseen maa-ainekseen eikä vesi huuhtele jätemateriaalista haitta-aineita (esim. Lottermoser 2007). Louhokseen sijoitettuja kaivannaisjätteitä peittävän vesikerroksen tulee olla riittävän paksu, ettei happea pääse kulkeutumaan kaivannaisjätteisiin tai ettei louhosvesien sekoittuminen tuulen tai täyskierron vaikutuksesta johda jätemateriaalin sekoittumiseen tai liettymiseen vesipatjaan. Hapen kulkeutumista louhostäyttöön voidaan vähentää peittämällä jäte esim. moreenilla, jonka päälle tulee vesipeitto. Tämä on suositeltavaa varsinkin silloin, kun vesipeitto jää matalaksi (MEND 1995).

Vesipäästöjen vähentämiseksi louhoksesta tyhjennetään kaikki mahdolliset vesien pilaantumista aiheuttavat koneet, laitteet, rakennelmat ja jätemateriaalit (muut kuin loppusijoitetut kaivannaisjätteet), kun toiminta päättyy.

Sosiaalisten vaikutusten vähentäminen kaivostoiminnan suunnittelun ja toteutuksen aikana

Erityisesti suurten kaivoshankkeiden suunnittelussa törmätään usein vastakkaisiin ja ristiriitaisiin käsityksiin kaivostoiminnasta ja sen vaikutuksista toivottavan alueellisen kehittämisen näkökulmasta. Yhtäältä kaivostoimintaa pidetään järkevänä luonnonvaroja hyödyntävänä teollisena toimintana, joka työllistää ja mahdollistaa alueen elinkelpoisuuden myös tulevaisuudessa. Vastakkainen näkemys pitää parempana luonnon säilyttämistä nykymuodossa ja etenkin itä- ja pohjoisosissa maata erämaisuuden, sekä siihen perustuvien luontaiselinkeinojen ja matkailun kehittämistä. Nämä erilaiset mielipiteet tuottavat samasta kaivoshankkeesta varsin erityyppisinä koettuja sosiaalisia vaikutuksia, joihin ei edes asiantuntijatiedolla voida juurikaan vaikuttaa.

Kaivoshankkeiden sosiaaliset vaikutukset muotoutuvat osallisten yksilökohtaisten ja kollektiivisten, usein ristiriitaisten, asenteiden kautta, joiden taustalla vaikuttavat mm. paikalliset kokemukset esimerkiksi malminetsinnän ajalta, tai muut ennakkokäsitykset ja uskomukset. Tiedottamisella ja avoimella vuoropuhelulla voidaan paikallisesti vaikuttaa asenteisiin tai niiden kärjistymiseen, sekä parantaa asenteellista ilmapiiriä ja parhaimmillaan jopa helpottaa hankkeen etenemistä. On olennaista täyttää tietovaje asiantuntijatiedolla ennen kuin se täyttyy muualta saatavalla tiedolla. Julkinen keskustelu mediassa on usein asenteita kärjistävää ja lisää turhia pelkoja.

Kaivosyhtiöiden velvollisuutena voidaan pitää työntekijöiden ja heidän perheittensä elinoloista ja viihtyvyydestä huolehtimista myös työajan ulkopuolella. Sosiaalisesti kestävän kehityksen mukaisesti myös laajempia kohderyhmiä hyödyttävä yhteiskuntavastuu voidaan nähdä yhtiön luonnollisena tehtävänä. Yhteiskunnallisten palveluiden kehittämisen tarve on useilla potentiaalisilla kaivosalueilla suuri, jolloin kompensoinnin muodot on perusteltua kohdentaa yleisen palvelurakenteen vahvistamiseen.

Keskeisin lähtökohta haittojen lieventämiselle ja kompensoinnille on kokonaisvaltaisen näkökulman hahmottaminen ja erilaisten intressien yhdistäminen (Taulukko 39). Tulee yhtä aikaa hyväksyä ja ottaa huomioon eri intressiryhmien erilaiset ja usein myös ristiriitaiset tavoitteet. Ratkaisuihin tulee päästä niin, ettei mikään intressitaho kokisi jääneensä kokonaan vaille vaikutusmahdollisuuksia. On haettava muualla toimivia esimerkkejä, kuten mahdollisuuksia haittojen kompensointiin erilaisilla sosiaali- ja terveyssektorin ohjelmilla, koulusektorin tai vapaa-ajan toiminnan tukemista julkisten tai yksityisten palveluidentuottajien kautta. Kompensaatioissa on usein kysymys halusta lähteä avoimeen keskusteluun; paikallisesti toimivia keinoja kompensaatioiden toteuttamiseen voidaan vuorovaikutteisen suunnittelun keinoin kyllä löytää.

Haittojen kompensoinnin ja saavutettavien hyötyjen tulee olla luonteeltaan pitkävaikutteisia, muutoin hyödyn saisivat vain juuri tämän hetken osalliset ja pahimmassa tapauksessa haitat jäisivät myöhemmille sukupolville rasitteiksi ilman korvauksia. Neuvottelut haitallisista vaikutuksista ja niiden kompensoinnista tulee aloittaa mahdollisimman varhain, koska myöhemmin hankkeen eteneminen helposti huomioi vain konkreettiset korvaukset, eikä enää tunnista esimerkiksi YVA:ssa havaittuja negatiivisia sosiaalisia vaikutuksia. Esimerkiksi jo kaivoshankkeen suunnitteluvaiheessa on olennaista huomioida, erityisesti kaivoksen lähialueen asukkaiden näkökulmasta, alueen elinkelpoisuus ja toimintamahdollisuudet kaivoksen toiminnan päättymisen jälkeen. Erityisesti on varmistettava mahdollisen pysyvän asutuksen muuntuminen ja käyttökelpoisuus uusiin käyttötarkoituksiin. Asukkaiden toiveina on usein esitetty kaivosalueen jälkikäyttö muuhun elinkeinotoimintaan, esim. Matkailuun.

Kaiken kompensaation tulee lähteä vapaaehtoisuudesta ja yhtiön omasta halusta. Hyötyä on hyvin todennäköisesti enemmän kuin aiheutuvia lisäkuluja ja siten toimintamalli kannattaa. Kaivosyhtiö voi esim. määrittää budjettiin prosenttiosuuden, tms. määrärahan sosiaalisten vaikutusten kompensointiin. Alueelle tarvitaan myös toimija, jolla on riittävät oikeudet tehdä yhtiön puolesta ratkaisuja paikallisten asukkaiden kanssa.

Sosiaalisesti kestävän kehityksen mukaisesti YVA:n yhteydessä toteutettu sosiaalisten vaikutusten arviointi tuottaa tietoa kaivoshankkeen eri vaiheissa syntyvistä vaikutuksista kaivoksen vaikutusalueen ihmisten terveyteen, elinoloihin ja viihtyvyyteen. Toisaalta arvioinnin keskeinen tehtävä on vakiinnuttaa kaivoksen toiminta-alueella toimiva vuorovaikutteinen tiedonkulun ja keskusten prosessi. Sen mukaisesti kaivostoiminnan osapuolet, kaivosyhtiö ja sidosryhmät, ovat motivoituja ja sitoutuneita etsimään yhdessä uusia keinoja kaivostoiminnan myönteisten vaikutusten vahvistamisessa, sekä toimintaan liittyvien kielteisten vaikutusten lieventämisessä ja kompensoinnissa.

Säännöllistä vuoropuhelua kaivosyhtiön ja paikallisten asukkaiden välillä tulee jatkaa koko kaivoksen toiminnan ajan. Näin ylläpidetään luottamuksellisia välejä, saadaan tietoa esiin nousseista tarpeista ja toiveista, sekä voidaan olennaisesti välttää puutteelliseen tietoon perustuvien pelkojen ja väärinkäsitysten syntyä.

Soklin kaivoshankkeessa esitettyjä keinoja haitallisten vaikutusten kompensoinniksi.

Kompensaatio	Kompensaatiotoimet
Ekologinen kompensaatio	Kemijoen fosforipitoisuus nousee, joten istutuksia Kemijoen ylöosaan pitää lisätä
Kaikkiin voimalaitoksiin ja patoihin kalatiet ja ohitusuomat
Nuorttijoki on törkeä söilyttää malhdollisimman nykytilaisena
Maisemallinen kompensaatio	Erämatkailuun tielinjan valinnoilla saattaa olla merkitystä, kun mennään Nuorttijoelle
Maisemointi ja nykyisen aseman huomioiminen
Linjaamalla kaivosinfra samalle aukolle kylien takamaille, joissa asumisen äänet ja maisemavaikutus helpommin sulattavat haitat alueen ominaisuudeksi
Taloudellinen kompensaatio	Paliskunnille vuotuinen rahallinen täyskorvaus
Porotalouden korveukset rakentetita rakentamalla
Tukemalla matkailun kehittämistä Savukosken muissa osissa esim. Kairijoki ja Kemijoki
Hanke tuo merkittäviä hyötyjä ja ne ovat osa kompensaatiota
Panostukset erämatkailun uudelleensuunnitteluun ja markkinointiin
Porotalouden kompensaatio, lisäruokintaan ja helikopterilentoihin avustuksia
Sosiaalinen kompensaatio	Yhdessä elinkeinoharjoittajien kanssa käydään suunnitelmat läpi ja pyritään löytämään toteutusratkaisutm jotka vähiten haittaavat ko. elinkeinon harjoitusta
Lieventäviä teknisiä toimenpiteitä niille alueille, joissa porojen reitit häiriintyvät
Porotalouden kompensaatio lisääntyvän aitaamistarpeen osalle, putkilinjan ylitykseen riittävästi toimivia luiskasiltaratkaisuja
Avoin keskustelu radioaktiiviste aiveiden käsittelystä kaivostoiminnassa
Poliittinen kompensaatio	Jakamalla asiallista tietoa kaivostoiminnasta
Satsaus infraan